双靶点，铁死亡，免疫治疗强上强
肿瘤免疫治疗在癌症治疗中显示出巨大的前景，不仅是2013年《科学》杂志评选的年度最重要的科学突破，美国科学家詹姆斯·艾利森和日本科学家本庶佑也因相关研究获得2018年诺贝尔生理学或医学奖。
肿瘤免疫治疗主要包括免疫检查点抑制剂、细胞治疗、肿瘤疫苗等。遗憾的是，在临床应用中，只有一小部分晚期癌症患者对免疫检查点抑制剂单药治疗有反应。为了提高免疫治疗的有效性和患者反应率，需开发新的治疗方案。
中山大学刘新建教授团队开发出一种PI3K/HDAC双抑制剂（BEBT-908），可以通过诱导铁死亡有效抑制肿瘤细胞增殖，并增强抗PD-1治疗的效果。
这一研究最近发表于Cancer Research上。
PI3K和HDAC信号通路是影响人类恶性肿瘤的两个重要信号通路，也是药物开发的重要靶点[2-3]。HDAC抑制剂（HDACi）与PI3K-AKT-mTOR通路抑制剂联合使用的策略，在临床前和临床研究中都显示出了良好的抗肿瘤作用，药物联合使用也克服了单一用药的耐药等问题[4-6]。
基于以上研究刘新建团队猜测：同时抑制HDAC和PI3K通路可能更有效地抑制肿瘤细胞的生长，并能更好地与免疫检查点抑制剂发挥协同作用。
因此，他们合成并优化了一系列PI3K/HDAC双抑制剂，其中BEBT-908在明显抑制PI3Kα激酶的同时，也可显着抑制HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC10和HDAC11。
刘新建团队首先在体外试验中验证了这一药物的作用。在人Burkitt淋巴瘤Daudi细胞、非小细胞肺癌H2122细胞、结直肠癌HCT116细胞中，BEBT-908的作用显着高于PI3K抑制剂（GDC-0941）和HDAC抑制剂（SAHA）单独或联合使用。
BEBT-908可以显着抑制PI3K信号通路下游AKT和4EBP-1的磷酸化。此外，在P53野生型或P53突变型肿瘤细胞中，BEBT-908都以剂量依赖的方式诱导组蛋白H3、微管蛋白和P53等蛋白的超乙酰化。激酶谱选择性试验显示，BEBT-908脱靶激酶活性较低。表明PI3K/HDAC双抑制剂BEBT-908是一种特异性强且高效的抗癌药物。
刘新建团队接着对DMSO、BEBT-908、SAHA+GDC-0941联合治疗后的肿瘤细胞进行了RNA测序，以探索BEBT-908治疗后细胞转录组的改变。他们发现，与DMSO相比，药物联用（SAHA+GDC-0941）和BEBT-908干预后基因表达均有明显改变。有趣的是，SAHA+GDC-0941处理的细胞与BEBT-908处理的细胞在基因表达上有很大差异，BEBT-908处理的细胞显示出P53信号通路、铁死亡和谷胱甘肽代谢的显着富集。
这一发现让刘新建团队将研究重点聚焦在铁死亡上。
铁死亡是一种有别于凋亡的细胞程序性死亡方式，主要特征为铁依赖性脂质过氧化物积累，目前的研究已经发现铁死亡与多种疾病发生发展相关。在本研究中，研究人员发现BEBT-908可以诱导P53第370位点的赖氨酸高度乙酰化，这一改变可能使癌细胞对铁死亡敏感。
为了验证BEBT-908的肿瘤抑制作用是否与铁死亡相关，研究者在DMSO、SAHA+GDC-0941、BEBT-908和Erastin处理的细胞中，分别检测了两种关键的铁死亡调控因子SLC7A11和GPX4的表达。既往研究显示，抑制SLC7A11或GPX4的表达均可以促进铁死亡的发生。
结果表明，在HCT116细胞系中，BEBT-908处理显着抑制了SLC7A11和GPX4的表达。此外，BEBT-908处理可抑制铁死亡负调控因子NRF2的表达。在BEBT-908处理的HCT116细胞中，铁代谢相关基因（TRFC，Keap1和NOXO1）上调，氧化还原谷胱甘肽代谢相关基因（GCLM）下调，细胞中可见脂质活性氧（ROS）和脂质过氧化的产物丙二醛积累。
铁死亡抑制剂Ferrostatin-1可以减少BEBT-908诱导的细胞死亡，进一步证实铁死亡是BEBT-908诱导的细胞死亡的主要方式。
刘新建团队还探索了BEBT-908在实体瘤模型中的抗肿瘤作用。他们发现BEBT-908能显着抑制非小细胞肺癌和结直肠癌的生长，而不会导致小鼠的体重显着下降。
值得注意的是，8只接种了MC38细胞的C57BL/6小鼠中，有2只在接受BEBT-908治疗后肿瘤完全消退。取接种MC38细胞荷瘤小鼠肿瘤标本，免疫组化分析Ki67的表达，表明BEBT-908可以显着降低癌细胞增殖水平。
刘新建团队接下来分析了BEBT-908处理后肿瘤细胞中免疫相关变化。基因富集分析显示，BEBT-908处理使IFNγ信号通路上调，IFNγ反应相关基因显着增加。
既往研究表明，外源性IFNγ刺激可调节MHCI的表达。在这个研究中，体内体外实验均证明在BEBT-908干预后，肿瘤细胞MHC相关基因表达上调，免疫原性增强。在BEBT-908处理后的Daudi、HCT116和MC38细胞培养环境中加入铁死亡抑制剂Ferrostatin-1后，MHCⅠ上调明显被抑制。
以上这些数据表明PI3K/HDAC双抑制剂BEBT-908可以诱导肿瘤细胞的铁死亡，而铁死亡信号的增加进一步刺激了肿瘤细胞MHCI的表达。
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